Claims (20)
1. Дуговой испаритель, включающий:1. Arc evaporator, including:
узел катода, содержащий охлаждающую пластину (11) и мишень (1) в качестве элемента катода, которая предпочтительно имеет дикообразную форму, но может также иметь, например, прямоугольную форму, при этом мишень (1) имеет толщину в поперечном направлении, переднюю поверхность (1А), расположенную так, что она может испаряться, и заднюю поверхность (1В), которая параллельна передней поверхности (1А), причем эти обе поверхности отделены друг от друга на толщину мишени (1), и узел катода имеет суммарную высоту в поперечном направлении и края, ограничивающие суммарную амплитуду в любом продольном направлении;a cathode assembly containing a cooling plate (11) and a target (1) as a cathode element, which is preferably wild-shaped, but can also have, for example, a rectangular shape, the target (1) having a thickness in the transverse direction, the front surface ( 1A), located so that it can evaporate, and the rear surface (1B), which is parallel to the front surface (1A), and these two surfaces are separated from each other by the thickness of the target (1), and the cathode assembly has a total height in the transverse direction and edges limiting the total amplitude in any longitudinal direction;
электрод, выполненный и размещенный для обеспечения возможности установления дуги между электродом и передней поверхностью (1А) мишени (1) для испарения по меньшей мере части передней поверхности мишени (1); иan electrode made and placed to enable the establishment of an arc between the electrode and the front surface (1A) of the target (1) to evaporate at least part of the front surface of the target (1); and
систему наведения с помощью магнитного поля, размещенную перед задней поверхностью (1В) мишени (1) и содержащую средства для генерации одного или нескольких магнитных полей, обеспечивающих суммарное магнитное поле с магнитными силовыми линиями, проходящими через поперечное сечение мишени (1) и вдоль пространства перед передней поверхностью (1А) мишени (1) для управления катодным пятном, представляющим собой место контакта дуги с мишенью (1), когда эта дуга устанавливается между электродом и передней поверхностью (1А) мишени (1),a guidance system using a magnetic field located in front of the rear surface (1B) of the target (1) and containing means for generating one or more magnetic fields that provide a total magnetic field with magnetic field lines passing through the cross section of the target (1) and along the space in front of the front surface (1A) of the target (1) for controlling the cathode spot, which is the point of contact of the arc with the target (1), when this arc is established between the electrode and the front surface (1A) of the target (1),
отличающийся тем, чтоcharacterized in that
система наведения с помощью магнитного поля в дуговом источнике включает средство, размещенное в центральной зоне для генерации по меньшей мере одного магнитного поля, и средство в периферийной зоне для генерации по меньшей мере одного другого магнитного поля, так что эти магнитные поля, возбуждаемые таким образом, способны обеспечивать формирование суммарного магнитного поля для направления дуги и управления траекторией катодного пятна на передней поверхности (1А) мишени, причем средство, размещенное в центральной зоне, содержит одну электромагнитную катушку (С3) для генерации магнитного поля, а средство, размещенное в периферийной зоне, содержит две электромагнитные катушки (C1, С2) для генерации двух других магнитных полей.a guidance system using a magnetic field in an arc source includes means located in the central zone for generating at least one magnetic field, and means in the peripheral zone for generating at least one other magnetic field, so that these magnetic fields, thus excited, capable of providing the formation of a total magnetic field for guiding the arc and controlling the trajectory of the cathode spot on the front surface (1A) of the target, and the means located in the central zone contains one electromagnetic coil (C3) for generating the magnetic field, and the means located in the peripheral zone, contains two electromagnetic coils (C1, C2) to generate two other magnetic fields.
2. Дуговой испаритель по п. 1, отличающийся тем, что система наведения с помощью магнитного поля содержит ферромагнитный материал (20), размещенный вокруг средств для генерации магнитного поля, причем магнитный материал (20) распределен вокруг этих средств, так что он окружает их, но только не размещается между системой наведения с помощью магнитного поля и узлом катода.2. An arc evaporator according to claim 1, characterized in that the magnetic guidance system comprises a ferromagnetic material (20) placed around the means for generating a magnetic field, the magnetic material (20) being distributed around these means so that it surrounds them but not located between the magnetic guidance system and the cathode assembly.
3. Дуговой испаритель по п. 1, отличающийся тем, что система наведения с помощью магнитного поля содержит ферромагнитный материал (20) размещенный вокруг средств для генерации магнитного поля, причем магнитный материал (20) распределен, так что он частично окружает эти средства, но не размещается между системой наведения с помощью магнитного поля и узлом катода, при этом верхняя часть, имеющая длину (S') электромагнитной катушки (С3), размещенной в центральной зоне, а также верхняя часть, имеющая длину (S) электромагнитной катушки (С2), размещенной в периферийной зоне, но ближе всего к электромагнитной катушке, размещенной в центральной зоне, не окружена ферромагнитным материалом (20), в результате чего формируется пространство (Spc), содержащее воздух, обеспечивающее возможность того, что суммарное магнитное поле, формируемое наложением генерируемых магнитных полей, содержит больше магнитных силовых линий, которые параллельны передней поверхности (1А) мишени (1), по сравнению с аналогичным дуговым испарителем, не имеющим такое пространство (Spc), содержащее воздух.3. An arc evaporator according to claim 1, characterized in that the magnetic guidance system comprises a ferromagnetic material (20) placed around the means for generating a magnetic field, the magnetic material (20) being distributed so that it partially surrounds these means, but is not placed between the magnetic guidance system and the cathode assembly, while the upper part having the length (S ') of the electromagnetic coil (C3) located in the central zone, and also the upper part having the length (S) of the electromagnetic coil (C2) located in the peripheral zone, but closest to the electromagnetic coil located in the central zone, is not surrounded by ferromagnetic material (20), as a result of which a space (Spc) containing air is formed, providing the possibility that the total magnetic field formed by the superposition of the generated magnetic fields, contains more magnetic field lines that are parallel to the front surface (1A) of the target (1), compared to the analog a conventional arc evaporator without such a space (Spc) containing air.
4. Дуговой испаритель по п. 3, отличающийся тем, что длина (S') верхней части находится в следующем диапазоне: 3 мм ≤ S' ≤ 15 мм, причем величина диаметра (D1) мишени находится в следующем диапазоне: 100 мм ≤ D1 ≤ 150 мм, и суммарный диаметр (D) узла катода находится в следующем диапазоне: 150 мм ≤ D ≤ 200 мм.4. Arc evaporator according to claim 3, characterized in that the length (S ') of the upper part is in the following range: 3 mm ≤ S' ≤ 15 mm, and the value of the diameter (D1) of the target is in the following range: 100 mm ≤ D1 ≤ 150 mm, and the total diameter (D) of the cathode assembly is in the following range: 150 mm ≤ D ≤ 200 mm.
5. Дуговой испаритель по п. 4, отличающийся тем, что края узла катода содержат окружающий экран (15), выполненный из ферромагнитного материала и имеющий суммарную высоту (Н) в поперечном направлении, которая включает компоненту (С) для обеспечения экранирования магнитных силовых линий, проходящих в любом продольном направлении, так что устанавливаются границы узла катода, ограничивающие протяженность магнитных силовых линий в любом продольном направлении.5. An arc evaporator according to claim 4, characterized in that the edges of the cathode assembly contain a surrounding shield (15) made of ferromagnetic material and having a total height (H) in the transverse direction, which includes a component (C) to provide shielding of magnetic field lines extending in any longitudinal direction, so that the boundaries of the cathode assembly are established, limiting the length of the magnetic field lines in any longitudinal direction.
6. Дуговой испаритель по п. 5, отличающийся тем, что узел катода имеет симметричную конструкцию, содержащую дисковидную мишень, имеющую диаметр (D1), и узел катода имеет суммарный диаметр (D), причем величина компоненты (С) находится в следующем диапазоне: D/20 ≤ С ≤ D/5.6. An arc evaporator according to claim 5, characterized in that the cathode assembly has a symmetrical structure containing a disc-shaped target having a diameter (D1), and the cathode assembly has a total diameter (D), and the value of the component (C) is in the following range: D / 20 ≤ С ≤ D / 5.
7. Дуговой испаритель по любому из пп. 4-6, отличающийся тем, что диаметр мишени находится в следующем диапазоне: 100 mm ≤ D1 ≤ 150 мм, и суммарный диаметр узла катода находится в следующем диапазоне: 150 мм ≤ D ≤ 200 мм.7. Arc evaporator according to any one of paragraphs. 4-6, characterized in that the target diameter is in the following range: 100 mm ≤ D1 ≤ 150 mm, and the total diameter of the cathode assembly is in the following range: 150 mm ≤ D ≤ 200 mm.
8. Дуговой испаритель по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что ферромагнитный материал представляет собой чистое железо или чистое ARMCO-железо, или конструкционную сталь, или мартенситную хромистую сталь.8. An arc evaporator according to any one of the preceding claims, characterized in that the ferromagnetic material is pure iron or pure ARMCO iron or structural steel or martensitic chromium steel.
9. Дуговой испаритель по п. 4, отличающийся тем, что ферромагнитный материал представляет собой конструкционную сталь S355J2.9. The arc evaporator of claim 4, wherein the ferromagnetic material is S355J2 structural steel.
10. Способ нанесения покрытия, выполняемый с использованием дугового испарителя по любому из предыдущих пунктов, отличающийся тем, что управляют работой дугового испарителя путем регулирования трех электромагнитных катушек, которые составляют систему катушек, обеспечивающую колебания магнитного поля, посредством чего выполняют регулирование частоты колебаний для направления дуг, проходящих по передней поверхности (1А) мишени, так что они описывают круговые траектории с разными диаметрами.10. A method of applying a coating carried out using an arc evaporator according to any of the preceding claims, characterized in that the operation of the arc evaporator is controlled by adjusting three electromagnetic coils that make up a coil system that provides a magnetic field oscillation, whereby the oscillation frequency is controlled to guide the arcs passing along the front surface (1A) of the target, so that they describe circular paths with different diameters.
11. Способ нанесения покрытия по п. 10, отличающийся тем, что в нем используют круговую мишень, содержащую первый материал (M1), формирующий внешнюю кольцевую зону испаряемой мишени, и второй материал (М2), формирующий внутреннюю зону испаряемой мишени.11. The method of coating according to claim 10, characterized in that it uses a circular target comprising a first material (M1) forming the outer annular zone of the evaporated target and a second material (M2) forming the inner zone of the evaporated target.
12. Способ нанесения покрытия по п. 11, отличающийся тем, что мишень содержит два или более материалов, распределенных таким образом, что путем изменения диаметра круговой дуги на поверхности мишени может быть сменен испаряемый материал.12. The method of coating according to claim 11, characterized in that the target contains two or more materials distributed in such a way that by changing the diameter of the circular arc on the target surface, the evaporated material can be changed.
13. Способ нанесения покрытия по п. 12, отличающийся тем, что указанные по меньшей мере два материала представляют собой алюминий и титан.13. A coating method according to claim 12, wherein said at least two materials are aluminum and titanium.
14. Способ нанесения покрытия по любому из пп. 11-13, отличающийся тем, что покрытие, формируемое в процессе работы дугового испарителя, имеет многослойную структуру, предпочтительно многослойную структуру с толщиной слоев в нанометрическом диапазоне.14. The method of coating according to any one of claims. 11-13, characterized in that the coating formed during operation of the arc evaporator has a multilayer structure, preferably a multilayer structure with layer thicknesses in the nanometric range.
15. Способ нанесения покрытия по любому из пп. 10-14, отличающийся тем, что частоту колебаний регулируют в диапазоне между 0,1 Гц и 50 Гц.15. The method of coating according to any one of paragraphs. 10-14, characterized in that the oscillation frequency is adjusted in the range between 0.1 Hz and 50 Hz.